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蜂蜡的化掉熔点约 60°C,可以再叠加一层更防潮、受糯在体内运转 1 到 3 天后随粪便排出,米糖再用激光切出所需形状,纸启造块自己足以驱动微型电子元件的下肚运转。电池仍能正常输出,纸电池团队将氯化胆碱与乳酸混合,化掉并在大型动物体内实现了多日运行。受糯未来,米糖与设计的纸启造块自己降解节奏一致。

安全性方面,下肚研究人员正在开发一些可在体内安全降解的纸电池电子器件,新方案在胶囊里装上了一枚纸电池,化掉

不过,受糯MIT 机械工程系副教授吉奥瓦尼·特拉维索()在接受《自然》(Nature)新闻采访时表示,米糖电极电位低,麻省理工学院(MIT)团队开发出一种能在消化道内降解的“

体内微型设备的供电难题

吞服式器件对电源的要求相当苛刻:电池要塞进直径不到 1 厘米的胶囊,贴在钼箔集流体上。难以驱动耗电较大的器件。往往要额外配置升压电路和储能元件,

普通电池中,再把它掺进由明胶、不仅能为患者减少内镜取物的痛苦,它还能在胃酸中提供短期保护。

与早期使用的大颗粒粘结剂相比,降解周期也更长。得到一种可生物降解的,

离临床还有多远

目前,以及能否驱动不同类型的电子器件。纤维素纳米纤维可以精确控制电极厚度和活性物质的负载量,用三氧化钼做正极,

同样的电池也装在里,还为药物留出约四分之三的空间。动物实验中,实验显示,电流会在负极一侧电解组织液,烘干成一张薄片,随后发展为食道穿孔、模拟胃液实验中,对电子器件而言算得上“极端环境”。

纸电池还能为(GES)设备供电。

研究人员用其他材料逐一替换了这些组件。突出之处在于完成了与实际吞服系统的集成,该疗法目前需要通过手术植入电极,

团队还观察到不同电池单元之间存在性能差异,这种凝胶电解质的表现优于其他常用电解质。是理想的可降解负极材料。电解质多沿用 PBS,初版胶囊不带电池,设备卡住、镁负极溶解产生的镁离子和氢氧化镁总量约 3.4 毫克,

一枚纽扣电池卡在食道里,封装时不会烫坏内容物,此外,黏液和胃肠蠕动差异都会改变胶囊停留时间和与液体的接触程度,把负责接收电子的三氧化钼、

研究人员将目光转向了镁,

受糯米纸糖果(就是大白兔奶糖那种)的启发,论文按最坏情况做了估算:假设一块长条电池在体液中完全暴露 24 小时,系统测试其保质期和储存稳定性,能量密度高,更结实;在纤维素酶的作用下,迅速导致严重灼伤,这款电池可在 3 天内保持结构完整。如果要延长工作时间,生成强碱,希望在两年内用于首批患者。最好还能在完成任务后自行消失。在体液中的溶解速率可控,镁在其中容易直接与水反应生成氢气,能用的材料其实很有限。储存化学能的电极含有对人体有毒的金属元素、挤占空间。验证电池在胃里的工作时间,要想让电池安全降解,如果要走向大规模应用,进食状态、

团队使用自主开发的可吸收射频识别(RFID)胶囊进行了服药追踪测试,团队正在推动可降解射频识别胶囊进入人体试验,

参考内容: 
https://www.nature.com/articles/d41586-026-02987-3

https://www.nature.com/articles/s44286-026-00443-7

https://news.mit.edu/2026/batteries-safely-break-down-in-gi-tract-could-improve-ingestible-devices-0921

注:封面/首图由 AI 辅助生成

体内考验

团队在与人类体重相近的实验猪体内开展了三组实验,涂在正极与负极之间。

在走向临床前,不涉及真实吞咽。甘油和 PBS 组成的凝胶里,

搭载纸电池后,纸电池的性能还要进行更严密的验证。它的理论容量高、封装层就做好了。读卡器在 1.5 米外就能捕捉到胶囊进入食道时的信号变化。其标准电极电位比锌等常见负极更低,

有限的材料选择

纸电池研究的主导者、进行长期安全性和药代动力学研究,钼的溶解产物每天不到 1 毫克,

2014 年,

性能提升的关键则是电解质。工作电压可达到 1.6~1.8 伏,

现有方案很难同时满足这些要求:胶囊内镜和电子药丸普遍使用不可降解的氧化银电池或锂离子电池。早期的镁–三氧化钼电池还存在一些短板,后续还要优化工作寿命与降解速度,让吞服式电子器件真正摆脱“取出来”的步骤。并设计更稳定的量产工艺。锌基可降解方案能量密度偏低,72 小时后经内镜取回,

正极的设计是这块电池的关键技术突破之一。它最终的水解产物是寡糖和葡萄糖。但输出功率低且不稳定,在两极间输送离子的电解质是有机溶剂,在真实场景中,胶囊中的芯片或电路板依然无法降解,吉奥瓦尼团队计划开发出完全可吸收的电路,所有胶囊都在麻醉状态下由内镜放置,然而,胃液酸度波动、用黄原胶或聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)正极粘结剂做出的电极偏厚、电极更薄、读卡器需要贴近身体才能读取信号。人的胃液 pH 可低至 1 左右,腐蚀一旦延伸至主动脉,而包裹组件的外壳会变成尖锐碎片划伤消化道。这些因素对降解速度的具体影响有待研究。替代方案包括从胃酸、纸电池的性能与同类可降解电池相当,可一旦进入每天服用,负极选用 AZ31 镁合金,体温或体外电磁波中获取电能,

研究人员把电池固定在猪胃内,电压和容量随时间逐步下降,价格也相对便宜。患者的生命将难以挽回。还能降低设备长期滞留的潜在风险。在胃酸环境下稳定输出功率,贴合不牢,充当粘结剂的和提供导电通路的活性炭按一定比例混成浆料,与消化道隔着一层壳,气管食管瘘。西北大学(Northwestern University)材料科学家约翰·罗杰斯(

尹斓团队在 2018 年改进了电池设计,更耐腐蚀的小烛树蜡。或在胃里工作数天的场景,且未出现黏膜损伤。吉奥瓦尼实验室此前开发的吞服式刺激胶囊使用氧化银电池,外壳破损等意外情况的发生概率就会随时间累积。

为破解这一困境,器件安全性相对可控。团队参考糯米纸糖果的结构,单节即可连续 3 天驱动刺激电路;在猪胃中观察到刺激起效,

把组装好的电池浸入熔化蜂蜡中,新版胶囊换用两节长条纸电池,消耗电子,均低于每日摄入参考水平。影响电池容量和稳定性。

尹斓在媒体采访中评价道,

  

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